Er muss genügend druckfest und zäh sein und einen hohen Verschleisswiderstand besitzen. Die Kombinationen von Legierungselementen machen hier den Unterschied. So wird z.B. ein durch einen höheren Chromgehalt eine höhere Verschleissfestigkeit erzeugt. Durch das Hinzufügen von Vanadium, Wolfram und Molybdän kann diese Eigenschaft noch gesteigert werden.
Werkzeugstähle sind historisch die älteste Stahlgruppe. Ihre Nutzung hat zur Entwicklung von Handwerk und Landwirtschaft, Maschinenbau etc. beigetragen. Aus Kaltarbeitsstahl werden Profilwalzrollen, Stanzwerkzeuge, Prägewerkzeuge, Papiermesser, Tiefziehwerkzeuge Maschinenmesser für die Holzbearbeitung hergestellt. Kaltarbeitstahl ist besonders gut härtbar und zerspanbar, was ihn zur Bearbeitung durch Fräsen eignet.Die Verarbeitungs- und Gerbauchseigenschaften werden durch eine gezielte Abstufung der Legierungselementen, sorgfältigste Erschmelzung, Warmformgebung, Wärmebehandlung wie z.B. Glühen, Vergüten, Härten, erzielt. Der Chrom-Gehalt gehört bei den ledeburitischen Chromstähle, neben dem Kohlenstoffgehalt, zu den wichtigsten chemischen Elementen. Chrom erhöht die Härtbarkeit und Durchhärtbarkeit, ist Karbidbildner und steigert dadurch die Schnitthaltigkeit und Verschleißfestigkeit. Vanadium erhöht ebenfalls die Härtbarkeit und die Warmfestigkeit, sowie die Verschleißfestigkeit und Schneidhaltigkeit. Auch viele andere Elemente, wie z.B. Molybdän, Kupfer, Titan, Mangan, Stickstoff und Wolfram werden bei der Stahlverarbeitung verwendet. Je nach Kombination und Mengen können Eigenschaften, wie z.B. Dehnung, Elastitzität, Warmfestigkeit, Karbidbildung, Schmiedbarkeit, Rostbeständigkeit, Zerspanbarkeit, Härte etc. beeinflußt werden.
Wie man bei der Erschmelzung der Stähle versucht die optimale Einstellung der chemischen Hauptelemente zu erreichen, so wird ebenfalls versucht, die unerwünschten Begleitelemente so gering wie möglich zu halten.
In der Werkzeugherstellung werden hauptsächlich legierte Kaltarbeitsstähle verwendet. Legierte Kaltarbeitsstähle werden im Formenbau, für Stanzwerkzeuge, Papiermesser, Profilwalzrollen eingesetzt, wenn eine höhere Gesamtfestigkeit nötig ist.
Gehärtete Kaltarbeitsstähle werden eingesetzt für der Herstellung von Schneidewerkzeugen für Bleche, Holzhackmesser, Rollscherenmesser, Gewindewalzbacken, Auswerferstifte, Stempel, Biegewerkzeuge, Schrottscherenmesser, Besteckstanzmesser, Armierungsringe, Führungsleisten und Kaltfliesspressteile.
Verschleißbeständige Kaltarbeitsstähle haben ein Gefüge mit harten und groben Karbiden, die den Widerstand gegen Reibungsverschleiss erhöhen. Sie werden verwendet zur Herstellung von Kaltwalzen und Tiefziehwerkzeugen.
Durch das sorgfältige einstellen von Legierungselementen, wie z.B. Chrom, Molybdän, Wolfram und Vanadium können je nach Anwendungsfall bevorzugte Eigenschaften forciert werden. Verschiedenste Kaltarbeitsstähle können so für nahezu jeden Einsatzzweck und Anforderung kreiert werden. Kaltarbeitsstähle können bis zu einer Arbeitstemperatur von ca. 200 °C verwendet werden.
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